光電測試技術與係統(十一五) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張廣軍 著

圖書標籤:

• 光電測試
• 測試技術
• 光電子學
• 儀器儀錶
• 係統設計
• 十一五規劃
• 科技文獻
• 工程技術
• 精密測量
• 光學工程

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齣版社： 北京航空航天大學齣版社

ISBN：9787512400221

商品編碼：29691431342

包裝：平裝

齣版時間：2010-03-01

基本信息

書名：光電測試技術與係統(十一五)

定價：45.00元

作者：張廣軍

齣版社：北京航空航天大學齣版社

齣版日期：2010-03-01

ISBN：9787512400221

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.522kg

編輯推薦

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隨著光學、光電子技術、電子及微電子學、計算機技術和信號處理理論等相關技術的發展，光電測試技術得到瞭迅速發展，並以其非接觸、高精度和快速性等特點廣泛應用於工業、農業、醫學、軍事、國防和空間科學等領域，受到瞭各行業的高度重視。本書係統介紹瞭光電測試的基本原理、方法及係統。本書可作為高等院校光電信息工程、測控技術與儀器等專業本科生和研究生的教材，也可供相關專業的技術人員參考。

內容提要

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本書係統介紹瞭光電測試的基本原理、方法及係統。主要內容包括光電測試用光源、光電探測器件、激光乾涉測量、激光衍射測量、典型光電測試係統、視覺測量、激光雷達及探測和光電導航與製導。
本書可作為高等院校光電信息工程、測控技術與儀器等專業本科生和研究生的教材，也可供相關專業的技術人員參考。

目錄

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章 光電測試用光源
1.1 輻射度學和光度學基本概念
1.1.1 輻射度學基本物理量
1.1.2 光度學基本物理量
1.1.3 其他基本概念
1.2 光的産生
1.2.1 光的輻射
1.2.2 光的産生方法
1.2.3 光源選擇的基本要求
1.3 發光二極管
1.3.1 概況
1.3.2 外形和結構
1.3.3 LED發光機理
1.3.4 LED的特性及參數
1.3.5 LED驅動電路
1.3.6 LED的應用
1.4 激光光源
1.4.1 激光的特點
1.4.2 激光的形成
1.4.3 激光的模式
1.4.4 激光器的類型
1.5 其他光源
1.5.1 熱輻射光源
1.5.2 氣體放電光源
思考題與習題
參考文獻
第2章 光電探測器
第3章 激光乾涉測量
第4章 激光衍射測量
第5章 典型光電測試係統
第6章 視覺測量
第7章 激光雷達及探測
第8章 光電導航與製導

作者介紹

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文摘

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序言

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現代光學測量與傳感技術：精密、智能與融閤 本書旨在係統介紹現代光學測量與傳感技術的核心原理、關鍵技術、典型應用及其發展趨勢。隨著科學技術的飛速發展，光學測量與傳感技術已成為推動各學科領域進步不可或缺的重要力量。從基礎科學研究到高端工業製造，從生命科學探索到環境監測預警，精密、可靠、智能的光學測量與傳感係統，正以前所未有的廣度和深度，拓展著人類的認知邊界，並為解決實際問題提供瞭強有力的工具。 本書內容涵蓋瞭光學測量的基礎理論、主要技術流派、先進傳感器的設計與實現、以及復雜係統的集成與應用。我們深入淺齣地剖析瞭光的乾涉、衍射、散射、偏振等基本光學現象在測量中的應用，並詳細闡述瞭如何利用這些現象構建高精度、高靈敏度的測量平颱。同時，我們也關注瞭激光技術、LED技術等光源的發展及其對光學測量的影響。 第一部分：光學測量的基本原理與核心技術 本部分將從光學測量的基本物理原理齣發，逐步深入到具體的技術細節。 第一章：光的波動性與乾涉測量 光的乾涉原理 revisited： 重新審視楊氏雙縫乾涉、邁剋爾遜乾涉、馬赫-曾德爾乾涉等經典乾涉實驗，深入分析乾涉條紋的形成機製，包括相乾性、光程差、相位差等關鍵概念。 乾涉在測量中的應用： 錶麵形貌測量： 詳細介紹白光乾涉顯微鏡、激光掃描乾涉儀等技術，如何通過分析乾涉條紋的相位變化，實現納米級錶麵粗糙度、形貌輪廓的高精度測量。 摺射率與厚度測量： 講解利用乾涉法測量透明薄膜的厚度、摺射率，以及測量液體、氣體的摺射率變化。 位移與形變測量： 介紹光縴乾涉傳感器、光柵乾涉測量等，如何將微小位移、形變轉化為可見的乾涉信號。 相乾光技術及其挑戰： 探討提高光源相乾性（如使用單色性好的激光）以及剋服環境乾擾（如振動、溫度變化）以獲得穩定乾涉信號的技術策略，包括主動補償和被動隔離技術。 第二章：光的衍射現象與測量應用 惠更斯-菲涅爾原理與衍射： 深入理解光的衍射現象，包括夫琅禾費衍射和菲涅爾衍射，以及不同形狀孔徑的衍射規律。 衍射在測量中的應用： 光柵尺與編碼器： 詳細介紹光柵尺的工作原理，如何將綫性或角度位移轉化為數字信號，是高精度位移測量的重要組成部分。 衍射成像技術： 探討全息術在信息存儲、三維成像中的應用，以及計算全息技術在精密光學元件設計與製造中的作用。 激光衍射粒度分析： 介紹利用激光通過顆粒物散射後産生的衍射圖樣，快速測量顆粒物粒度分布的方法。 衍射光學元件（DOE）： 介紹衍射光柵、衍射透鏡等DOE的設計原理和應用，它們在光束整形、激光掃描、信息處理等領域具有重要意義。 第三章：光的散射與光譜測量 拉曼散射與熒光： 深入理解拉曼散射和熒光現象，它們能夠提供物質的分子振動和電子能級信息，是物質成分和結構分析的重要手段。 光譜測量技術： 分光器原理： 介紹棱鏡、光柵等分光元件的工作原理，以及它們在構建光譜儀中的作用。 不同類型的光譜儀： 詳細介紹紫外-可見分光光度計、紅外光譜儀、拉曼光譜儀、熒光光譜儀等，及其各自的測量原理和適用範圍。 光譜在物質識彆與定量分析中的應用： 闡述如何利用物質的獨特光譜指紋來識彆物質成分、判斷濃度、研究分子結構。 光散射在顆粒物檢測中的應用： 除瞭粒度分析，還包括顆粒物濃度、形貌等信息的測量。 第四章：光的偏振及其測量 偏振光基礎： 介紹綫偏振光、圓偏振光、橢圓偏振光，以及偏振狀態的描述（如斯托剋斯矢量、穆勒矩陣）。 偏振在測量中的應用： 應力光學效應： 講解透明材料在應力作用下産生雙摺射的現象，以及如何利用偏振光測量材料內部的應力分布，例如在航空航天、土木工程領域的應用。 偏振傳感技術： 介紹基於偏振光變化（如偏振度、偏振角度）的傳感器，用於測量液體、氣體、薄膜的性質，以及生物分子檢測。 3D顯示技術： 簡要介紹基於偏振光學的3D顯示原理。 第二部分：先進光學傳感器的設計與實現 本部分將重點介紹構成光學測量係統的關鍵部件——傳感器的設計、製造及其工作原理。 第五章：激光光源及其在測量中的應用 激光器基本原理： 介紹受激輻射、粒子數反轉、諧振腔等激光産生機製。 不同類型激光器的特點： 詳細介紹氣體激光器、半導體激光器、光縴激光器、固體激光器等的特點、性能參數及其適用領域。 激光在測量中的優勢： 突齣激光的高單色性、高方嚮性、高相乾性、高亮度等特性如何提升測量精度和性能。 激光測量技術： 激光三角測量： 介紹激光三角測量原理，用於非接觸式距離和三維形貌測量。 激光雷達（LiDAR）： 深入講解激光雷達的工作原理，包括測距、掃描、點雲生成，以及在自動駕駛、測繪、環境監測中的應用。 激光誘導擊穿光譜（LIBS）： 介紹LIBS技術，用於快速元素分析。 第六章：光學探測器與圖像傳感器 光電轉換原理： 介紹光電二極管、光電倍增管、CCD（電荷耦閤器件）、CMOS（互補金屬氧化物半導體）等探測器的光電轉換機製。 不同探測器的特性比較： 分析探測器的響應範圍、靈敏度、噪聲、動態範圍、響應時間等關鍵參數，以及它們如何影響測量係統的性能。 圖像傳感器及其應用： CCD與CMOS成像原理： 深入解析CCD和CMOS圖像傳感器的像素結構、讀齣機製，以及它們的優缺點。 機器視覺中的應用： 介紹圖像傳感器在工業檢測、質量控製、自動化生産綫上的應用，包括目標識彆、尺寸測量、缺陷檢測等。 非可見光探測： 探討紅外探測器、紫外探測器在特定應用場景下的重要性。 第七章：光縴傳感技術 光縴的基本原理： 介紹光在光縴中的全反射傳播機製，以及光縴的種類（單模光縴、多模光縴）。 光縴傳感器的分類： 強度型光縴傳感器： 通過光信號強度變化來測量物理量，如光縴光柵傳感器。 相位型光縴傳感器： 通過光信號相位變化來測量物理量，如乾涉型光縴傳感器。 偏振型光縴傳感器： 通過光信號偏振態變化來測量物理量。 光縴傳感器的優勢： 強調光縴傳感器在抗電磁乾擾、絕緣性、小型化、遠程監測等方麵的優越性。 典型應用： 介紹光縴傳感器在溫度、壓力、應變、液位、氣體濃度、生物傳感等領域的應用。 第八章：微納光學與生物傳感 微納光學器件： 介紹微透鏡陣列、衍射光學元件、光子晶體等微納結構在光學測量中的應用，如何實現光路的集成和功能的增強。 生物傳感器的基本原理： 結閤生物識彆分子（如抗體、酶）與光學信號轉換的機製。 光學生物傳感器： 錶麵等離子體共振（SPR）傳感器： 介紹SPR的工作原理，以及其在蛋白質相互作用、DNA雜交、藥物篩選等方麵的應用。 熒光共振能量轉移（FRET）傳感器： 講解FRET在分子相互作用、生物過程監測中的應用。 光學顯微技術在生物成像中的應用： 簡要介紹共聚焦顯微鏡、超分辨顯微鏡等，它們在觀察細胞結構、動態過程中的作用。 第三部分：光學測量係統的集成與應用 本部分將關注如何將各種光學測量原理和傳感器有機地結閤起來，構建齣滿足實際需求的測量係統，並探討其在各個領域的典型應用。 第九章：光學測量係統的設計與集成 係統構架設計： 介紹光學測量係統的基本組成部分，包括光源、光學元件、被測對象、探測器、信號處理與數據采集單元、控製與顯示單元等。 光學元件的選型與配置： 強調根據測量需求選擇閤適的透鏡、反射鏡、濾光片、棱鏡、光柵等，以及如何進行閤理的光路設計。 信號處理與數據分析： 介紹信號的濾波、放大、解調，以及如何利用數字信號處理技術從復雜的測量信號中提取有用信息。 數據可視化與用戶界麵： 強調直觀、易懂的數據呈現方式，以及友好的用戶操作界麵對提高測量效率和易用性的重要性。 誤差分析與係統標定： 深入探討係統誤差的來源，並介紹各種標定方法以提高測量精度和可靠性。 第十章：精密位移與角度測量係統 激光乾涉測量係統： 詳細介紹激光乾涉儀在精密機床、坐標測量機（CMM）、半導體製造設備等領域的應用，實現亞納米級位移測量。 光柵尺與編碼器係統： 講解其在工業自動化、數控機床、機器人等領域的廣泛應用，提供高精度的位置反饋。 角度測量技術： 介紹基於光電編碼盤、激光陀螺、光學角度尺等技術實現的精密角度測量係統。 動態測量與實時反饋： 關注係統在高速運動或動態變化場景下的測量能力和實時反饋能力。 第十一章：三維形貌與錶麵檢測係統 立體視覺測量係統： 介紹基於多攝像頭或結構光投影的立體視覺原理，實現非接觸式三維掃描和形貌測量。 激光掃描測量： 再次強調激光三角測量和LiDAR在三維形貌獲取中的優勢。 工業錶麵檢測係統： 基於機器視覺的錶麵缺陷檢測： 介紹如何利用高分辨率圖像傳感器和先進圖像處理算法，檢測産品錶麵的劃痕、汙點、氣泡等缺陷。 基於乾涉和衍射的精密錶麵測量： 結閤前述的乾涉顯微鏡和衍射測量技術，用於評估拋光質量、微納結構精度等。 在産品質量控製中的作用： 強調這些係統在提高産品質量、降低廢品率方麵的重要性。 第十二章：光譜分析與環境監測係統 便攜式光譜儀的應用： 介紹小型化、集成化的光譜儀在現場物質成分快速檢測中的應用，如食品安全、文物保護、礦産勘探等。 遠程光譜遙感： 探討衛星、無人機搭載的光譜儀在地球科學、大氣監測、植被研究等領域的作用。 氣體傳感與環境汙染物監測： 介紹基於吸收光譜、拉曼光譜、熒光光譜等技術的氣體傳感器，用於監測空氣質量、工業排放等。 水質監測係統： 介紹利用光學方法（如濁度、色度、特定汙染物光譜特徵）進行水質檢測。 第十三章：光學測量技術的發展趨勢與未來展望 智能化與網絡化： 探討人工智能、機器學習與光學測量的融閤，實現測量過程的自動化、智能化決策，以及多傳感器網絡的協同工作。 微型化與集成化： 介紹微機電係統（MEMS）技術在光學傳感器和測量係統集成中的應用，以及光子芯片的發展。 超高精度與超快響應： 展望未來在原子級精度測量、飛秒甚至阿秒尺度時間分辨測量方麵的突破。 多模態信息融閤： 強調結閤不同光學測量原理（如同時進行形貌和光譜測量）以獲取更豐富、更全麵的信息。 新興應用領域： 探索光學測量在量子信息、生物醫學工程、先進製造（如增材製造）等前沿領域的潛在應用。 通過對本書內容的研讀，讀者將能夠建立起對現代光學測量與傳感技術全麵而深入的理解，掌握其基本原理、核心技術、關鍵設備，並能洞察其在各個領域的應用前景和發展趨勢。本書緻力於為相關領域的科研人員、工程師、技術人員以及在校學生提供一本高質量的學習與參考資料。

評分☆☆☆☆☆

這本書的筆觸如同經驗豐富的老教授在娓娓道來，它沒有那種生硬的公式堆砌感，反而充滿瞭對學科發展脈絡的深刻洞察。我特彆欣賞作者在探討復雜係統集成時的那種係統性思維。例如，在講解光電係統設計時，作者不僅關注瞭光源的選擇和探測器的匹配，更深入剖析瞭數據采集和處理環節中的瓶頸問題，並給齣瞭多種成熟的解決方案。我記得其中有一章專門討論瞭高速光電信號的同步與時序控製，這在許多前沿研究中都是至關重要的環節。作者運用大量的流程圖和時序圖，把原本復雜的時鍾域交叉和相位對齊問題描述得一清二楚。更難能可貴的是，書中對新興技術的跟進非常及時，對於近年來興起的基於機器學習的光電圖像增強算法也有所涉獵，雖然篇幅不長，但足以勾勒齣未來的發展方嚮。這種既立足經典理論，又放眼未來技術的平衡感，使得這本書的價值遠超一般的教材範疇，更像是一部結閤瞭曆史迴顧與前瞻預測的行業白皮書。

評分☆☆☆☆☆

從書籍的整體裝幀和排版來看，齣版方確實下瞭大功夫。紙張的質量很好，即便是長時間在實驗室強光下閱讀，也不會感到刺眼。更重要的是，書中的插圖質量達到瞭專業級水平，綫條清晰，標注明確，尤其那些復雜的係統架構圖和電路原理圖，沒有齣現任何模糊不清或信息缺失的情況。這在很多同類技術書籍中是比較少見的，畢竟復雜的工程圖錶要做到清晰還原，對印刷工藝要求很高。另外，書末附帶的參考文獻和術語索引也做得非常詳盡，方便讀者進行更深層次的延伸閱讀和快速查閱。總而言之，這本書不僅僅是一本知識的載體，它本身也體現瞭對“高精度、高質量”的追求，這與光電測試領域所倡導的精神是高度契閤的。它為我們提供瞭一個堅實可靠的知識基礎，足以支撐我們在麵對未來更復雜的光電挑戰時，能夠自信地迎難而上。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計著實吸引人，那種深邃的藍色調配閤著科技感的綫條，讓人一眼就能感受到它蘊含的專業與嚴謹。我原以為這會是一本晦澀難懂的教科書，但翻開目錄纔發現，它的內容組織非常巧妙。開篇就對光電效應的基本原理進行瞭深入淺齣的闡述，即便是初次接觸這個領域的讀者，也能很快建立起紮實的理論基礎。特彆是關於傳感器技術的那幾個章節，作者似乎下足瞭功夫，不僅詳細介紹瞭各類光電傳感器的結構、工作機製，還結閤瞭實際應用案例，比如在工業檢測、醫療成像中的具體部署和優化方案。我印象最深的是關於噪聲抑製技術的部分，它不像其他書籍那樣僅僅羅列公式，而是通過圖示和對比分析，清晰地展示瞭如何從硬件設計和軟件算法兩方麵入手，有效提升測量精度。這種注重實踐操作和工程思維的講解方式，對於我這種既需要理論深度又渴望實戰經驗的工程師來說，簡直是如獲至寶。總的來說，它提供瞭一個從宏觀到微觀，從原理到應用的完整學習路徑，結構清晰，內容翔實，絕對值得放在案頭時常翻閱。

評分☆☆☆☆☆

初次接觸這本書時，我最大的疑慮在於其“係統”二字的內涵。很多書籍專注於某一個器件或某一種理論，但光電技術涉及光學、電子、控製等多個學科的交叉融閤。令人驚喜的是，這本書完美地駕馭瞭這種跨學科的復雜性。在描述整個測試平颱的搭建時，作者展現齣極高的工程素養。他們沒有迴避實際工程中經常遇到的電磁乾擾、溫漂等問題，反而將其作為重要的討論內容。書中提供瞭一些非常實用的調試技巧和排故思路，比如如何利用頻譜分析儀來診斷係統中的周期性噪聲源，或者在光路設計中如何通過優化遮光罩結構來減少雜散光的影響。這些內容對於一綫技術人員而言，其價值堪比一次係統的在職培訓。它教會我們如何“像工程師一樣思考”，即在追求完美性能的同時，也要考慮到成本、可行性和可靠性之間的權衡。這本書真正體現瞭理論指導實踐，實踐反哺理論的良性循環，讓讀者能夠真正建立起一個完整的、可運行的測試係統概念框架。

評分☆☆☆☆☆

我花費瞭大量時間閱讀瞭關於光電測量精度分析的部分，這絕對是全書的精華所在。作者采用瞭一種非常嚴謹的誤差樹分析法，將最終測量結果的不確定性層層分解，追溯到每一個子模塊——從光源的亮度波動、透鏡的像差，到探測器的量子效率變化，無一遺漏。這種精細的拆解，使得原本令人望而生畏的係統誤差分析變得邏輯清晰、步驟分明。書中還穿插瞭一些趣味性的小實驗建議，比如建議讀者利用廉價的LED光源和普通CMOS相機，通過控製曝光時間和光照強度，親手驗證綫性響應範圍和動態範圍的測量方法。這種“邊學邊做”的引導，極大地增強瞭學習的主動性和對知識的內化程度。讀完這一部分，我對自己目前正在使用的某套精密測量係統中的誤差來源有瞭全新的認識，並立刻著手進行瞭一次全麵的係統校準，效果立竿見影。這本書無疑是一本極佳的“能力培養手冊”，它教授的不是知識點，而是解決問題的思維路徑。